第十二章 充填采矿法

§1 充填采矿法概述

一、充填采矿法特点：

凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。

充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。

矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。依此循环，直到到全矿房采完为上。一采一充或两采一充。 二、充填采矿法的发展情况

充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久，古代就用采掘的废石留在采空区的办法来采矿，发展到现在的机械化作业的充填采矿法。 （1）国内情况

充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的，有起有落，开始应用的比较多，后来减少了，现在又兴盛起来。目前仍然有日益增加的趋势。全国约有20多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计数字。

[参考资料] ①我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅锌矿、湘潭锰矿、黄沙坪铅锌矿等都使用充填采矿法。② 1955年统计 1963年 1970年 ③ 国内使用充填法的历史情况

1）解放时期——我国仅有少数几个冶金矿山采用干式充填采矿法、水砂，胶结充填法还没有用过 。

2）大跃进期间——各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原来采用干式充填采矿法的矿山，改用了其他方法，故充填法比重急剧下降。

黑色金属矿 54.8% 0.7% 6% 有色金属矿 38.0% 0.7% 7% 3）1964年——我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。

4）1965年——我国某矿山南矿由于采空区的面积过大，发生地压活动，故开始了尾砂充填空区的试验。后来其他矿又进行了胶结充填法试验。

5）1966年——湘潭锰矿第一期扩建设计，采用3水砂充填壁式采矿法。1969年投产，用到现在，对防止内因火灾取得了较好效果。

6）1967年——黄沙坪铝锌矿采用了干式充填采矿法，同年铜矿也曾试验采用充填法。

7）从1967年以后，相继有：托里络矿、柏坊铜矿、红透山硐矿，凤凰山铜矿，铜录山铜矿等矿山采用了充填法。到目前为止，全国约有20多个冶金矿山全部或部分地采用了充填采矿法。 （2）国外充填采矿法发展情况

目前，充填采矿法在国外金属矿山已获得日益广泛的应用，其所占比重正在持续上升。例如，加拿大、美国、日本、瑞典、苏联、西德等。

① 1970年—分层充填法比重为22.2%; 1973年—分层充填法比重为29.1%

1974年—用充填法采出的矿石为2500万吨。 深入充填料中的水泥约价值1000万元； ② 又如美国。

1971年—使用充填法的金属矿山数为38个。 其中用充填料回填空区的矿山有：25个。

1971年美国脉状矿日产矿石量为1200万吨以上的有色矿山，只有6个，而除一个用留矿法开采外，其余均用充填法开采。

③ 日本充填法使用比例。

1956年占24.5%，1967年占35.2 %,1970年占39.0%。

④ 瑞典情况—在45个矿山中，有13个矿山采用分层充填法开采。 ⑤ 苏联—1965年使用充填法开采的矿石量为14.9%。 1975年使用充填法开采的矿石量为38.0%。

⑥ 其他国家如澳大利亚、西德、印度、英国、奥地利等国家也都广泛地应用充填采矿法开采有色、稀有金属矿体。

三、充填的目的 （一）进行地压管理

利用形成的充填体进行地压管理，用的控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作面而创造方便条件和安全条件，保护地表建筑物，缓和大面积地压活动，恢复安全生产。

（二）杜绝内因火灾

有些矿山用这种方法来预防有自燃性的矿床（内因火灾或其他灾害）。 [参考]如我国湘潭锰矿，矿体的直接顶板为叶片状黑色页岩，崩落后在有水和空气的条件下，经30～50天后发生自燃。采用充填法后，杜绝了内因火灾。 （三）为回采矿柱创造了条件

矿房采完以后空场能否及时进行充填，将直接导致矿柱能否进行回采，由此将直接影响矿山三级矿量的平衡和均衡生产。如我国凡口铅锌矿，用水平分层充填法回采了两侧均为水泥尾砂、胶结充填体的矿柱。） （四）为深部、水下开采创造条件。

用于深部开采，水下采矿以及预防冲击性地压。 四、充填材料及其充填料的输送方法。 （一）充填材料来源

①地表堆积的废石；②掘进坑边的废石；③选矿厂的尾砂；④冶炼厂的炉渣；⑤戈毕集料；⑥从地表属门采石等。 （二）充填材料的输送方法

可以通过矿车或其他机械运输，也可用风力、水力输送。目前水力输送应用比较广泛。 五、充填采矿法分类

（一）按充填料的性能和充填工艺特点分类： 胶结充填

可分为：

非胶结充填 干式充填 水砂充填

（二）按矿块回采工作面的推进方向和回采工艺特点分类：

① 上向分层充填采矿法；② 下向分层充填采矿法；③壁式充填采矿法；④ 削壁充填法；⑤ 支架充填法。 六、充填采矿法的适用条件

（一）开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率；或开采稀贵金属。

（二）赋有条件件和开采技术条件比较复杂的矿床，如： ① 水文地质条件、矿体形状比较复杂； ② 矿体埋藏较深而且地压较大； ③ 矿石或围岩有自燃发火的危险；

④ 地表或围岩不允许有大面积沉陷或剧烈移动而需要特殊保护； ⑤ 露天和地下同时进行开采。 （三）适用于矿石稳固，围岩不稳固的矿床

如果能采用特殊的支护方法或下向分层充填法，也可以用来开采矿石不稳固的矿体。

（四）适用于开采急倾斜矿体

因为急倾斜矿体便于向采场输送充填料，并且可以减少充填不到的空间及充填料接顶的面积。

但是，如果能采用水力或风力充填的话，也可以用于缓倾斜薄矿脉的开采中。 七、充填采矿法与其他采矿方法比较的优缺点： （一）充填采矿法的优点：

（1）采、切工程量小，灵活性大； （2）矿石损失、贫化小；

（3）能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落； （4）对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采； （5）可以防止矿床开采的内因火灾； （二）缺点：

（1）回采工艺和充填工艺复杂。

（2）充填和采矿互相影响，如果回采作业机械化所不能妥善解决，则生产效率和生产能力都比较低；